2016-04-04-1711-52

Коллеги, хочу показать Вам важное для меня (и как я надеюсь – в будущем для некоторых из Вас) видео. Важное – так как в нашем предприятии мы много лет работали над созданием этого инструмента – параллельной программной интегрированной среды разработки нейроморфных искусственных когнитивных систем – Neural IDE OCAS Cortiphica (ООО «ОКАС» - «Объединение когнитивных ассоциативных систем», IDE - Integrated Development Environment). Эта, законченная нами в 2015 г. программная среда делает возможным создание нейросетевых архитектур большой размерности и продвинутых нейросетевых агентов. С помощью нашей среды Вы можете создавать как мономодальные когнитивные системы, например для обработки семантики текста, так и мультимодальные – например, нейроморфные системы киберфизических систем, автономных роботов или технических систем, способных обрабатывать также графику, моторные команды или телеметрию. Прежде чем сказать о возможностях новой IDE, прокомментирую то, что мы видим на видео скрина.

Слева вверху мы видим встроенное в IDE окно виртуального 3D-мира. Там смоделирована физика реального мира и объекты, полезные для тренировок нейросетей в плане движения, распознавания и взаимодействия с предметами и друг с другом. Кроме того, там есть 3D модели со скелетами и мышечными импульсами, входы и выходы от которых подаются в соответствующие области нейросети для обучения движениям и управления 3D-моделью. В данном конкретном случае мы видим модель робота. Можно взять имеющиеся в библиотеке модели машин, людей, квадрокоптеров и т.д., у каждой модели свои рецептивные и моторные поля.

Внизу слева мы видим превью виртуальной камеры, встроенной в глаза робота. В IDE есть инструмент (на видео не показан) конструирования необходимого Вам зрительного поля, где вы задаете число фоторецепторов в фовеальной и др. зонах моделируемой сетчатки, виды фоторецепторов и т.п. Кроме виртуальных, у робота есть и камеры, смотрящие в наш реальный мир, но на данном видео они не показаны.

По центру вверху мы видим окно, в котором представлена наша кортикоморфная нейросеть (в разрезе), ассоциирующая вводимые внизу в окне терминала слова (непример, «иди» и т.д.) с вершинами моторных актов (иди). Структура сети универсальна – она одинакова и для обработки слов, и для звуков, и для телеметрии, и для моторных последовательностей. После того, как киберфизическая система проассоциировала слова с моторным поведением, достаточно написать или сказать в микрофон слово («иди», другое выученное слово или предложение) и 3D - модель понимает, что от нее требуется. В данном окне показан один из многих нейросетевых локусов управления этой киберфизической системой. Но в начале работы нейросети сеть не обучена и на данном уровне кортикальной иерархии есть всего 8 пирамидальных нейронов для формирования афферентно-инвариантных нейронов объектов (grandmother cells) при фиксации новизны. Обратите внимание, как на 22 секунде, после киберэпигенетического события, включаются разработанные нами технологии кибергеномики и кибергены 4-й пирамиды слева синтезируют коламинарно вправо еще 1 тысячу микроколонок. Робот в это время замирает, так как во время взрослого нейрогенеза наша киберфизическая система погружается в сон (потом будет еще несколько замираний – это формируются участки искусственной коры в других локусах, не показанных на экране. На практике это не происходит так часто, просто для демонстрации я поставил в начале работы сети всего 8 микроколонок. Разными цветами показаны разные шаблоны сом (тел нейронов), дендритов и аксонов. В наших нейросетях используются сотни шаблонов и моделей отсеков нейроцитов, каждый из которых имеет свои особенности обработки сигналов и свои киберопероны, включаемые или выключаемые в ходе нейроонтогенеза (мы используем устоявшуюся у нас терминологию, так как, хотя внимательно следим за внешними нейроразработками, но сами много лет работаем в рамках своей парадигмы, не имея необходимости заимствований из технологий, сделанных не у нас :)

В центре мы видим три блока фоторецепторов (вид сверху, на плоскость фоторецепторного слоя «сетчатки), принимающих сигналы с виртуальной камеры при движении робота. Справа – коротковолновые («синие»), по центру – средневолновые («зеленые») и слева – длинноволновые («желто-красные»). От фоторецепторов «стартуют» нейросети зрительной обработки (не показаны). В малых окнах – библиотеки уже созданных отсеков нейронов.

IDE OCAS Cortiphica позволяет создавать биоморфные нейросети с десятками (до 50) мегасинапсов (миллионов межнейронных соединений) на каждый узел современного кластера. При этом скорость обработки данных нейросетями в IDE OCAS Cortiphica превышает 100 глобальных сетевых тактов в секунду, что достаточно для создания систем, работающих в режиме реального времени.

IDE OCAS Cortiphica использует биоморфные модели нейронов ОКАС с могофазной консолидацией следа памяти, что принципиально важно для построения когнитивных систем. В используемых в IDE OCAS Cortiphica моделях нейронов моделируется процесс консолидации следа памяти, включающий в себя краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные фазы формирования памяти, причем более краткосрочные фазы служат основой для формирования более долгосрочных. При этом с каждой из фаз формирования памяти связаны важные когнитивные способности нейросетей. К примеру, с краткосрочными фазами памяти, привязанными, главным образом, к моделируемым явлениям фасилитации и формирования кальциевого микродомена в аксонной терминали, диффузии медиатора и его взаимодействия с рецепторами постсинаптической мембраны, связано обеспечение перевода активации с одной клетки на другую. Со среднесрочными событиями в дендритах, такими, как фосфорилирование постсинаптических рецепторов и формирование постсинаптических потенциалов, связаны способности сетей к логическим выводам, пониманию контекстуальных значений и т.п. Долгосрочное запоминание обеспечивается моделированием структурных изменений в виде синтеза рецепторов различных медиаторов.

IDE OCAS Cortiphica обеспечивает развитые сервисы и хорошую визуализацию нейросетевой разработки. Интерфейс программы интуитивно понятен, программный комплекс раскрывает свой потенциал на соответствующую глубину для пользователей различного уровня: от школьника до ученого.

Для разработчиков IDE OCAS Cortiphica доступна через облачный доступ в сети Интернет (SAAS) при обеспечении многопользовательского режима работы с разграничением прав доступа. Обеспечена поддержка IDE новейших терафлопных сопроцессоров, модульность и масштабируемость решений.

В IDE OCAS Cortiphica впервые в мире реализована разработанная ОКАС технология кибергеномики – управления ростом и развитием искусственных систем с помощью моделирования генетической экспрессии и эпигенетики в живых организмах (редактор и библиотеки кибергенетического кода не показаны).

IDE OCAS Cortiphica дает возможность как нейробиологам, занятым моделированием нейронных сетей (brain microcircuit) живых организмов, так и инженерам, создающим технические нейросетевые системы, вести разработку нейросетевых архитектур большой размерности через удаленный доступ к высокопроизводительному программно-аппаратному комплексу. Важно, что при этом IDE OCAS Cortiphica обеспечивает формирование протоколов стандартизованных широкомасштабных многоцентровых исследований мозга, живых и технических нейросистем. По хорошему, результаты биологических исследований локальных нейросхем мозга должны заканчиваться построением их динамических моделей в программной среде – только тогда можно говорить о том, что работа нейросхемы по настоящему понята исследователем. Думаю, что IDE OCAS Cortiphica может стать важным инструментом фундаментальных исследований мозга и разработки нейроморфных ассистентов в рамках НТИ.

С помощью IDE OCAS Cortiphica Вы сможете создавать виртуальных нейросетевых агентов, которые смогут видеть Вас, слышать Вас и общаться с Вами. Более того, они могут обладать телесностью 3D-персонажей, обучение движениям и моторное развитие которых будет происходить в создаваемых Вами нейросетях.

Построение действующих моделей отделов мозга, создание искусственных когнитивных систем обработки семантики текста и изображений, вопросно-ответных систем, персональных, корпоративных и общепользовательских нейроассистентов, нейроморфных систем управления 3D-моделями, автономными роботами и другими техническими объектами, интеллектуальных модулей для интернета вещей и компьютерных игр, систем прогнозирования временных рядов, биржевого трейдинга и множества других приложений, которые мы сегодня даже не можем себе еще представить, – все это становится возможным с помощью IDE OCAS Cortiphica.

Планируемая дата начала продаж IDE OCAS Cortiphica IDE – 23 июня 2016 года, в день рождения Алана Тьюринга (хотя не исключаю некоторого переноса, так сейчас мы встраиваем в систему новые функции, надеюсь, что успеем, но не могу зарекаться! :)

Источник: vk.com

Комментарии: